(57)【要約】      （修正有）【課題】コスト増加を抑えつつ、保護装置が繰り返し作動しにくく冷蔵庫内の貯蔵室を冷却することができる冷蔵庫を提供する。【解決手段】圧縮機と、凝縮器と、空気を冷却する蒸発器と、蒸発器で冷却された空気を貯蔵室内へ送風するファンと、圧縮機とファンを制御する制御部と、過電流が入力されると圧縮機への通電を遮断して圧縮機を停止させる保護装置とを備え、制御部は、圧縮機を駆動するとファンを通常回転数Ｎ１で駆動して貯蔵室を冷却し（ステップＳ１〜Ｓ４）、保護装置による圧縮機の停止を検知した後に圧縮機を駆動すると（ステップＳ７）、ファンを通常回転数Ｎ１より小さい低速回転数Ｎ２で駆動して貯蔵室を冷却する（ステップＳ１０）。【選択図】図５
2013068391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、凝縮器と、空気を冷却する蒸発器と、前記蒸発器で冷却された空気を貯蔵室内へ送風するファンと、前記圧縮機と前記ファンを制御する制御部と、過電流が入力されると前記圧縮機への通電を遮断して前記圧縮機を停止させる保護装置と、前記保護装置が前記圧縮機を停止させたことを検知する検知部とを備えた冷蔵庫において、
前記制御部は、前記圧縮機を駆動すると前記ファンを所定回転数で駆動して前記貯蔵室を冷却し、前記保護装置による前記圧縮機の停止を前記検知部が検知した後に前記圧縮機を駆動すると前記ファンを前記所定回転数より小さい回転数で駆動して前記貯蔵室を冷却することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記保護装置による前記圧縮機の停止を前記検知部が検知するまでは、前記制御部は前記貯蔵室を所定温度に冷却し、前記保護装置による前記圧縮機の停止を前記検知部が検知した後は、前記制御部は前記貯蔵室を前記所定温度より高い温度に冷却することを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記検知部は、前記制御部が前記圧縮機の駆動を指示した状態で前記圧縮機の停止を検知すると、前記保護装置が前記圧縮機を停止させたことを検知することを特徴とする請求項１又は２に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記制御部は、前記保護装置による前記圧縮機の停止を前記検知部が検知してから前記圧縮機の運転率が所定値以下になるまでに前記圧縮機が駆動すると前記ファンを前記所定回転数より小さい回転数で駆動して前記貯蔵室を冷却し、前記圧縮機の運転率が所定値以下に達した後に前記圧縮機が駆動すると前記ファンを前記所定回転数で駆動して前記貯蔵室を冷却することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷蔵庫では、圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発器とを備えた冷凍サイクルを設け、圧縮機から吐出され凝縮器を流通した冷媒が減圧装置を介して蒸発器に供給することで蒸発器を冷却し、蒸発器と熱交換して冷却された空気をファンで送風することで冷蔵室や冷凍室等の貯蔵室を冷却している。
【０００３】
冷凍サイクルを構成する圧縮機は、密閉容器の内部に収納された電動機と、過負荷運転などにより定格電流より大きい過電流が電動機に流れることによる焼損から電動機を保護するための過電流保護装置とを備える。
【０００４】
過電流保護装置は、バイメタルとバイメタルを加熱するヒータを備え、電動機の駆動電流が通電されるように電動機に直列に接続されており、過電流が流れた際には、その電流によってヒータから発生した熱でバイメタルが接点を開離して電動機への通電を遮断する。
【０００５】
ところで、夏期のように冷蔵庫の設置雰囲の温度が高い状況では、冷蔵庫に設けられた蒸発器の熱負荷が増大するとともに凝縮器等での放熱能力が低下することから、圧縮機の負荷が増大して電動機に過電流が流れやすくなり、過電流保護装置が作動しやすくなる。過電流保護装置が作動すると、バイメタルが冷えるまで圧縮機を起動することができないため、過電流保護装置が繰り返し作動すると冷蔵庫内の貯蔵室を冷却することができない。
【０００６】
そこで、圧縮機の温度を検出する温度センサを設け、検出された圧縮機の温度が高いほど、蒸発器と熱交換して冷却された空気を貯蔵室へ送風するファンの回転数や、あるいは、圧縮機の電動機の回転数を低く制御することで、圧縮機の負荷を低減し過電流保護装置が繰り返し作動することを防止することが提案されている（例えば、下記特許文献１、２参照）。
【０００７】
しかしながら、下記特許文献１、２では、圧縮機の温度を検出する温度センサが必要になりコストが増加する問題がある。しかも、圧縮機の起動からあまり時間が経過していない段階で圧縮機に高負荷がかかると、圧縮機自体の温度はそれ程高くなくても電動機に過電流が流れてしまい過電流保護装置が作動することがあり、このような場合、下記特許文献１、２では圧縮機の負荷を低減しないため、過電流保護装置が繰り返し作動して冷蔵庫内の貯蔵室を長時間冷却することができないおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−９３１３０号公報
【特許文献１】特開平７−１２７９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、コスト増加を抑えつつ、保護装置が繰り返し作動しにくく冷蔵庫内の貯蔵室を冷却することができる冷蔵庫を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本実施形態にかかる冷蔵庫は、圧縮機と、凝縮器と、空気を冷却する蒸発器と、前記蒸発器で冷却された空気を貯蔵室内へ送風するファンと、前記圧縮機と前記ファンを制御する制御部と、過電流が入力されると前記圧縮機への通電を遮断して前記圧縮機を停止させる保護装置と、前記保護装置が前記圧縮機を停止させたことを検知する検知部とを備えた冷蔵庫において、前記制御部は、前記圧縮機を駆動すると前記ファンを所定回転数で駆動して前記貯蔵室を冷却し、前記保護装置による前記圧縮機の停止を前記検知部が検知した後に前記圧縮機を駆動すると前記ファンを前記所定回転数より小さい回転数で駆動して前記貯蔵室を冷却することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態にかかる冷蔵庫の断面図である。
【図２】図１の冷蔵庫の冷凍サイクルを示す図である。
【図３】過電流保護装置が接続された圧縮機の回路図である。
【図４】図１の冷蔵庫の制御構成を示すブロック図である。
【図５】図１の冷蔵庫の制御を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態について説明する。
【００１３】
図１は冷蔵庫１の縦断面図であり、外箱２と内箱３との間に断熱材４を設けた冷蔵庫本体の内部に貯蔵空間を形成している。
【００１４】
冷蔵庫１の内部は、断熱仕切壁により複数の貯蔵室に上下に区分され、最上部に冷蔵室５が配置されている。冷蔵室５の下方には、断熱仕切壁を介して製氷室６および図示しない小冷凍室が左右に区分して併置されている。製氷室６および小冷凍室の下方には、冷凍食品などを収納する冷凍室７が配置され、最下部に野菜などを収納する野菜室８が配設されている。
【００１５】
冷蔵室５の前面開口部は、両側に設けたヒンジにより回動自在に枢支された観音開き式の扉１２によって閉塞されている。冷蔵室５以外の各貯蔵室６，７，８は、引き出し式の扉１１によって閉塞されている。
【００１６】
冷凍室７の背面には、貯蔵室５，６，７，８内の空気を冷却する蒸発器９と、蒸発器９で冷却された空気を循環するためのファン１０とが設けられており、蒸発器９及びファン１０によって各貯蔵室５，６，７，８をそれぞれ所定の設定温度に冷却保持する。
【００１７】
蒸発器９は、冷蔵庫本体の背面下部に形成された機械室１３に設置した圧縮機１４から供給される冷媒によって冷却される。
【００１８】
冷蔵庫１の冷凍サイクルは、図２に示すように、圧縮機１４と、凝縮器１５と、減圧装置１７、及び蒸発器９とを備え、これらを順次直列に配管接続して構成されている。
【００１９】
このような冷凍サイクルでは、圧縮機１４から吐出される高温高圧の冷媒ガスを凝縮器１５において放熱液化し、放熱パイプ１６で冷却しながら液化した冷媒を減圧装置１７へ導入する。そして、放熱パイプ１６から流れてきた冷媒は、減圧装置１７で減圧された後、蒸発器９で蒸発することで蒸発器９を低温化させ、蒸発気化した冷媒は吸い込み管１８を経て圧縮機１４に戻るように構成されている。
【００２０】
圧縮機１４は、過電流保護装置３０を介して外部電源２２に接続されており、圧縮機１４内部に収納された電動機２４に外部電源２２からの三相交流電力を供給される。
【００２１】
詳細には、図３に示すように電動機２４は、主巻線２６と起動巻線２８とを有しており、電動機２４と外部電源２２とを接続する電路上に過電流保護装置３０が配置されている。この過電流保護装置３０は、バイメタルスイッチ３２とヒータ３４とを直列に接続してなり、定格電流以下の電流が流れる通常運転ではバイメタルスイッチ３２が接続状態を保ち、過負荷運転などにより定格電流より大きい過電流が流れるとヒータ３４によってバイメタルスイッチ３２が所定温度以上に加熱されて接点を開放して電動機２４への通電を遮断する。
【００２２】
電動機２４の起動巻線２８には、起動用スタータ２９が接続されている。この起動用スタータ２９は、起動巻線２８に直列に接続されたＰＴＣ素子を有しており、電動機２４の起動時には起動巻線２８に起動電流を通電するとともに、その起動電流によってＰＴＣ素子を発熱させてＰＴＣ素子の抵抗値を増大させることで、起動後には起動巻線２８への電流を制限し起動巻線２８への実質的な通電を遮断する。これにより、起動用スタータ２９は、電動機２４の起動時に起動電流を起動巻線２８へ通電して停止している電動機２４に回転トルクを与え、電動機２４が起動した後に起動巻線２８への通電を遮断して電動機２４の動作を妨げないようにする。
【００２３】
冷蔵庫１では、冷凍室７の天井面に冷凍室７内の温度を測定する冷凍用温度センサ４０が設けられ、冷蔵室５へ冷気を送風するダクト４１内に冷蔵室５内の温度を測定する冷蔵用温度センサ４２が設けられており、各温度センサ４０、４２の検出温度Ｔｆ、Ｔｒが機械室１３内に設けられた制御部２０に入力される（図４参照）。
【００２４】
制御部２０は、各温度センサ４０、４２の検出温度Ｔｆ、Ｔｒに基づいて圧縮機１４の電動機２４や、冷蔵室５へ冷気を送風するダクト４１内に設けられたダンパ２１を制御することで、各貯蔵室５，６，７，８をそれぞれ所定の設定温度に冷却保持する。
【００２５】
より具体的には、本実施形態の冷蔵庫１では、冷凍用温度センサ４０の検出温度Ｔｆが第１設定温度Ｔｆ１（例えば、Ｔｆ１＝−２０℃）より高いと、制御部２０は、圧縮機１４の駆動を指令する信号を出力して、圧縮機１４内部の電動機２４に外部電源２２から電力を供給して圧縮機１４を駆動するとともに、圧縮機１４の駆動に合わせてファン１０を所定の回転数Ｎ１（以下、通常回転数Ｎ１といい、例えば、Ｎ１＝２０００ｒｐｍ）で駆動される。これにより、冷凍室７、製氷室６、及び小冷凍室からなる冷凍空間に蒸発器９と熱交換して冷却された空気が供給され、冷凍用温度センサ４０の検出温度Ｔｆが第１設定温度Ｔｆ１に達するまで冷凍空間を冷却する。そして、検出温度Ｔｆが第１設定温度Ｔｆ１に到達すると制御部２０は圧縮機１４を停止する。つまり、圧縮機１４の停止及び駆動を制御する設定温度が第１設定温度Ｔｆ１に設定され、冷凍空間の温度が第１設定温度Ｔｆ１になるように圧縮機１４及びファン１０の運転が制御される。
【００２６】
このような冷凍空間の冷却時に、冷蔵用温度センサ４２の検出温度Ｔｒが所定の設定温度Ｔｒ１（例えば、Ｔｒ１＝２℃）より高くなると、制御部２０は、ダンパ２１を開放して蒸発器９で冷却された空気の一部を分流して冷蔵室５及び野菜室８からなる冷蔵空間に供給し、冷蔵用温度センサ４２の検出温度Ｔｒが所定の設定温度Ｔｒ１に達するまで冷蔵空間を冷却する。
【００２７】
また、制御部２０には、圧縮機１４を流れる電流値が入力されており、この電流値から圧縮機１４の駆動及び停止を検出するとともに、制御部２０が圧縮機１４に対して駆動を指令する信号を出力しているにも関わらず圧縮機１４の停止を検出すると、過電流保護装置３０の作動によって圧縮機１４が停止していることを検知する。
【００２８】
以上のような本実施形態の冷蔵庫１では、図５に示すように、制御部２０より圧縮機１４の駆動を指令する信号が出力されたか否か判断し（ステップＳ１）、圧縮機１４の駆動を指令する信号が無ければ圧縮機１４を停止し（ステップＳ２）、圧縮機１４の駆動を指令する信号が出力されれば圧縮機１４の駆動を開始するとともにファン１０を通常回転数Ｎ１で回転駆動することで、各貯蔵室５，６，７，８を冷却する（ステップＳ３、ステップＳ４）。
【００２９】
そして、制御部２０は、圧縮機１４の駆動時に過電流が流れて電動機２４への通電を遮断するように過電流保護装置３０が作動しかた否か判断し（ステップＳ５）、過電流保護装置３０が作動していなければステップＳ１に戻り、過電流保護装置３０が作動して圧縮機１４を停止させるとステップＳ６に進む。
【００３０】
そして、過電流保護装置３０に設けられたバイメタルスイッチ３２が自然冷却され接続状態に戻るまで過電流保護装置３０は圧縮機１４の運転を禁止する（ステップＳ６）。
【００３１】
そして、バイメタルスイッチ３２が接続状態に戻り過電流保護装置３０が復旧すると、制御部２０より圧縮機１４の駆動を指令する信号が出力されたか否か判断する（ステップＳ７）。
【００３２】
そして、圧縮機１４の駆動を指令する信号が無ければ圧縮機１４を停止し（ステップＳ８）、圧縮機１４の駆動を指令する信号が出力されれば圧縮機１４を駆動するとともにファン１０を通常回転数Ｎ１より小さい回転数Ｎ２（以下、低速回転数Ｎ２といい、例えば、Ｎ２＝１０００ｒｐｍ）で回転駆動して各貯蔵室５，６，７，８を冷却する（ステップＳ９、ステップＳ１０）。
【００３３】
そして、圧縮機１４の停止及び駆動を制御する設定温度を第１設定温度Ｔｆ１より高温に設定された第２設定温度Ｔｆ２（例えば、Ｔｆ２＝−１７℃）に変更して、ステップＳ７に戻る。これにより、冷凍用温度センサ４０の検出温度Ｔｆが第２設定温度Ｔｆ２に達するまで、制御部２０は、圧縮機１４の駆動を指令する信号を出力して圧縮機１４を駆動するとともにファン１０を低速回転数Ｎ２で回転して冷凍空間を冷却し、検出温度Ｔｆが第２設定温度Ｔｆ２に到達すると、圧縮機１４を停止する（ステップＳ８）。
【００３４】
そして、圧縮機１４が停止すると制御部２０が圧縮機１４の運転率を算出し、算出した運転率が所定値より大きければ、ステップＳ７に戻り、冷凍用温度センサ４０の検出温度Ｔｆが第２設定温度Ｔｆ２になるように圧縮機１４の停止及び駆動を制御制御しつつ、圧縮機１４の駆動時にファン１０を低速回転数Ｎ２で回転する。
【００３５】
また、制御部２０が算出した圧縮機１４の運転率が所定値以下であれば、ステップＳ１に戻って、圧縮機１４の停止及び駆動を制御する設定温度を第１設定温度Ｔｆ１に設定するとともに、圧縮機１４の駆動時におけるファン１０の回転数を通常回転数Ｎ１に設定し、冷凍用温度センサ４０の検出温度Ｔｆが第１設定温度Ｔｆ１になるように圧縮機１４及びファン１０の運転を制御する（ステップＳ１〜ステップＳ４）。
【００３６】
なお、上記の圧縮機１４の運転率としては、例えば、圧縮機１４の駆動及び停止を複数回（例えば、３回）繰り返した時の総時間に対する圧縮機１４の駆動時間の比率であってもよい。
【００３７】
以上のように本実施形態の冷蔵庫１では、過電流保護装置３０が作動したことによる圧縮機１４の停止を検知すると、その検知後に圧縮機１４を駆動して各貯蔵室５，６，７，８を冷却する際に、蒸発器９で冷却された空気を循環させるファン１０を通常回転数Ｎ１より小さい低速回転数Ｎ２で回転させて圧縮機１４の負荷を低減する。そのため、圧縮機１４の起動からあまり時間が経過していない段階で圧縮機１４に高負荷がかかって過電流保護装置３０が作動した場合であっても、その後の圧縮機１４を起動する際に、圧縮機１４の負荷が低減されることとなり、過電流保護装置３０が繰り返し作動するのを抑えて冷蔵庫内の貯蔵室が冷却されない時間を低減することができる。
【００３８】
また、本実施形態の冷蔵庫１では、制御部２０が過電流保護装置３０の作動を検知した後は、冷凍空間の温度が第１設定温度Ｔｆ１より高い第２設定温度Ｔｆ２になるように圧縮機１４及びファン１０の運転が制御されるため、過電流保護装置３０が作動した後に圧縮機１４を起動する際の圧縮機１４の負荷が更に低減されることとなり、過電流保護装置３０が繰り返し作動するのを抑えて冷蔵庫内の貯蔵室が冷却されない時間を低減することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、圧縮機１４の温度を検出する温度センサを設ける必要がないため製造コストの増加を抑えることができる。しかも、本実施形態では、過電流保護装置３０の作動後に圧縮機１４の運転率が所定値以下になると、ファン１０を通常回転数Ｎ１で回転させるとともに冷凍空間を第１設定温度Ｔｆ１まで冷却するため、圧縮機１４の動作が安定した適切なタイミングでファン１０の回転数や冷凍空間の設定温度を過電流保護装置３０の作動前の設定値に戻すことができ、製造コストを増加させることなく圧縮機１４の安定動作と各貯蔵室５，６，７，８の冷却能力の確保とを両立することができる。
【００４０】
なお、上記した実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４１】
１…冷蔵庫      ５…冷蔵室      ６…製氷室
７…冷凍室      ８…野菜室      ９…蒸発器
１０…ファン      １３…機械室      １４…圧縮機
１５…凝縮器      １６…放熱パイプ      １７…減圧装置
１８…吸い込み菅      ２０…制御部      ２１…ダンパ
２２…外部電源      ２４…電動機      ２６…主巻線
２８…起動巻線      ２９…起動用スタータ      ３０…過電流保護装置
３２…バイメタルスイッチ      ３４…ヒータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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